Требования к минеральным материалам

Классификация асфальтобетонов

Основными классификационными признаками разделения асфальтобетонов на группы или виды являются: производственное назначение; структура; температура массы при укладке; удобообрабатываемость.

Классификация асфальтобетонов по производственному назначению

Дорожные асфальтобетоны предназначены для устройства дорожных покрытий и тротуаров. Аэродромные – для устройства ВПП и площадок на аэродромах. Гидротехнические – для крепления откосов или как гидроизоляция в гидротехнических сооружениях. Промышленные – для устройства полов в промышленных помещениях. Декоративные – наносимые в качестве декоративного покрытия.

Классификация асфальтобетонов по температуре массы при укладке

Смеси в зависимости от вязкости используемого битума и температуры при укладке подразделяют на:

горячие, приготавливаемые с использованием вязких и жидких нефтяных дорожных битумов и укладываемые с температурой не менее 120°С;

холодные, приготавливаемые с использованием жидких нефтяных дорожных битумов и укладываемые с температурой не менее 5 °С.

Классификация асфальтобетонов по структурным признакам.

Горячие смеси и асфальтобетоны в зависимости от наибольшего размера минеральных зерен подразделяют на:

крупнозернистые с размером зерен до 40 мм;

мелкозернистые»»» до 20 мм;

песчаные»»» до 5 мм.

Холодные смеси подразделяют на мелкозернистые и песчаные.

Асфальтобетоны из горячих смесей в зависимости от величины остаточной пористости подразделяют на виды:

высокоплотные с остаточной пористостью от 1,0 до 2,5 %;

плотные»»» св. 2,5 до 5,0 %;

пористые»»» св. 5,0 до 10,0 %;

высокопористые»»» св.10,0 до 18,0 %.

Асфальтобетоны из холодных смесей должны иметь остаточную пористость свыше 6,0 до 10,0 %.

Щебеночные и гравийные горячие смеси и плотные асфальтобетоны в зависимости от содержания в них щебня (гравия) подразделяют на типы:

А с содержанием щебня св. 50 до 60 %;

Б ….. св. 40 до 50 %

В … св. 30 до 40 %

Щебеночные и гравийные холодные смеси и соответствующие им асфальтобетоны в зависимости от содержания в них щебня (гравия) подразделяют на типы Бх и Вх.

Горячие и холодные песчаные смеси и соответствующие им асфальтобетоны в зависимости от вида песка подразделяют на типы:

Г и Гх — на песках из отсевов дробления, а также на их смесях с природным песком при содержании последнего не более 30 % по массе;

Д и Дх — на природных песках или смесях природных песков с отсевами дробления при содержании последних менее 70 % по массе.

Смеси и асфальтобетоны в зависимости от показателей физико-механических свойств и применяемых материалов подразделяют на марки I, II, III.

По степени конгломератности различают контактную и порфировидную структуры. О степени конгломератности асфальтобетона судят в первом приближении по коэффициенту упаковки крупнообломочных включений – щебня в щебеночном асфальтобетоне и крупного песка в песчаном.

К = (l-d)/d, где l проекция расстояний между центрами соседних частиц и d - диаметр частиц для которых вычисляется этот коэффициент. К > 1 для порфировых (бескаркасных) структур и К < 1 для контактных (каркасных) структур.

Типичными представителями битумоминеральных смесей порфировидной структуры являются асфальтовая мастика и литой асфальтобетон, а каркасной структуры - битумощебеночная смесь.

Классификация асфальтобетонов по физическому состоянии массы.

По физическому состоянии массы или ее удобообрабатываемости в момент выполнения строительных работ асфальтовые бетоны подразделятся на жесткие, пластичные или литые.

Крупный заполнитель (щебень или гравий) в асфальтобетоне выполняет роль высокопрочного структурообразующего компонента, заполняющего наибольший объем монолита. Он изготавливается из прочных морозостойких горных пород. А также некоторых разновидностей атмосферостойких и прочных шлаков. Чаще других применяются граниты, габбро, диабаз, базальт, андезиты, гнейс, трахиты, известняки и доломиты. Предпочтительнее применять изверженные основные породы, а из шлаков – доменные и цветной металлургии, обладающих устойчивой структурой.

Не применятся горные породы выветренные и затронутые выветриванием, со значительным содержанием глинистых примесей – мергели и мергелистые известняки, глинистые песчаники и глинистые сланцы. Ограничивается применение метаморфических пород, так как кварцит нуждается в добавлении извести, цемента или других активизаторов, без которых он показывает слабое сцепление с битумом, а гнейсы и сланцы дают при дроблении в щебень повышенное количество лещадки.

Мелкий заполнитель.

В качестве мелкого заполнителя в составе асфальтобетона используется главным образом песок природного или искусственного дробления. Среди природных песков наибольшее распространение получили: горные, речные и озерные. Всегда желательнее использовать пески с более остроугольными частицами, поэтому горные фракционированные пески являются наиболее предпочтительными.

Роль песка в асфальтобетоне сходна с ролью в щебне. Он заполняет основной объем пор оставшийся в щебеночном каркасе. Модуль крупности песков используемых при изготовлении асфальтобетонной смеси колеблется от 2 до 2,5 и выше. В песке не допускается комков глины, суглинка. А количество пылевидных, глинистых и илистых примесей допускается не более 3 % для природного песка и 5 % для дробленого.

Минеральный порошок.

Битумы, как и другие жидкообразные тела, обладают в тонкопленочном состоянии более высокой структурной вязкостью, чем в объемном состоянии. При этом вязкость битума возрастает с понижением толщины пленок. По мере снижения толщины битумных пленок возрастает и когезия (внутримолекулярное сцепление) его с подкладкой. Минеральный порошок в основном выполняет функции своеобразного «подкладочного» материала с помощью которого большая часть битума переходит в тонкопленочное состояние.

Минеральный порошок приготовляется путем искусственного помола, главным образом, осадочных пород, таких как доломит и известняк. Поверхностно активные полярные компоненты органического вяжущего образуют прочные хемсорбционные связи с адсорбционными центрами в виде катионов Са²⁺ и Mg²⁺, которые в большом количестве присутствуют в доломите и известняке.

Минеральный порошок может быть активированным и не активированным. Для активации минерального порошка применяют смесь ПАВ или продуктов, содержащих ПАВ, с вязкими нефтяными битумами.

Активированному минеральному порошку в установленном порядке может быть присвоена высшая категория качества. Порошок высшей категории качества должен быть гидрофобным, при этом пористость порошка должна быть не более 28 % по объему, показатель битумоемкости не более 45 г, а набухание — не более 1,5 % по объему.

Порошки высшей категории качества не допускается изготавливать из дробленого материала фракции 0 — 10 (0 — 20) мм, получаемой после первой стадии дробления.

Минеральный порошок должен быть рыхлым. Активированный минеральный порошок должен быть однородным по цвету и составу. Различие в содержании активирующей смеси в пробах порошка одной партии не должно превышать ± 0,15 % от массы порошка.

К основным свойствам минерального порошка относятся:

o Битумоемкость – характеризуется определенным количеством минерального масла, при котором смесь его со 100 см³ порошка имеет такую консистенцию, когда глубина погружения металлического пестика в смесь составляет 8 мм.

o Плотность – определяют после уплотнения его в форме объемом 100 см³ под нагрузкой 400 кгс/см².

o Набухание – приращение объема образцов из смеси минерального порошка с битумом после насыщения водой в вакуум-приборе и последующего выдерживания в горячей воде. Набухание выражают, в процентах от первоначального объема образца. Испытание производят на образцах-цилиндрах диаметром и высотой 2,5 см.

o Гидрофобность – характеризуется его способностью не смачиваться водой.

o Однородность – характеризуется содержанием в порошке активирующей смеси. Определение однородности производят колориметрическим методом, сущность которого состоит в обработке активированного минерального порошка растворителем и сравнения цвета полученного раствора с цветом растворов-эталонов.

o Водостойкость – отношение прочности при сжатии образцов из смеси порошкообразных отходов промышленности с битумом после насыщения их водой в условиях вакуума и последующего выдерживания в горячей воде к прочности при сжатии сухих образцов. Прочность при сжатии водонасыщенных и сухих образцов определяют при температуря 20 ± 2 °С.